《Nature》11月最受关注的十篇论文
英国著名杂志《Nature》周刊是世界上最早的国际性科技期刊，自从1869年创刊以来，始终如一地报道和评论全球科技领域里最重要的突破。其办刊宗旨是“将科学发现的重要结果介绍给公众，让公众尽早知道全世界自然知识的每一分支中取得的所有进展”。近期《Nature》下载论文最多的十篇文章（2017年10月7日 ～ 2017年11月6日）：
未来职场的变化
Nature 550 (2017年10月19日)
职场正在发生变化，劳动力的巨大转变正在重塑社会、环境和政治形势。纵观全球，计算机和机器人将在许多工作上取代人类。有鉴于此，本期《自然》提出以下问题：科研揭示出了什么样的工作未来？这些变化会如何影响科学家的职场？一篇新闻特写文章探讨了三个研究最集中的问题：什么工作受自动化的威胁最大？去中心化的“零工经济”能实现全球工作民主化的承诺吗？什么样的项目最能帮助工人为未来变化做好准备？一篇职业特写文章则更加具体地讨论零工经济，揭示自由职业机会如何重塑研究人员群体。另外在三篇评论文章中，Robert Allen从历史角度分析了工资与生产效率的关系；Yuval Noah Harari提出应寻求新的社会经济模型和教育革命；Ian Goldin则认为当今时代与文艺复兴而非工业革命更具可比性。封面图片：Chris Malbon。 (Introduction)
封面故事：遗传变异对基因表达的影响
Nature 550 (2017年10月12日)
基因型-组织表达(Genotype-Tissue Expression, GTEx)研究联盟通过大量采样遗体捐献者死后的正常无疾病人体组织，确定了一个参照目录和相关组织生物样本库，以便表征不同个体、不同组织的基因表达水平。研究联盟在论文中报告了迄今为止有关不同个体和不同组织的基因表达的最深入调查，涵盖来自449名捐献者、44种人体组织的7051份样本。他们表征了不同个体、不同组织的遗传变异和基因表达之间的关系，发现大部分基因受靠近受影响基因的遗传变异调控。Alexis Battle、Stephen Montgomery及其同事研究了在不同人体组织中，罕见遗传变异对基因表达的影响；Daniel MacArthur及其团队则系统性地考察了人体组织内X染色体失活的情况；Jin Billy Li及其同事对哺乳动物体内的A-to-I RNA编辑进行了全面的跨物种分析。在相应的新闻与观点文章中，Michelle Ward和 Yoav Gilad将最新研究成果放在一定背景下考察并探讨这些发现如何有助于破解人类基因组的调控密码。封面：Christine A. Dahl与Norm Cyr。
利用分子动力学模拟探测金属塑性极限
Nature 550 (2017年10月26日)
封面所示为一张错综复杂的晶格缺陷（位错线）网络，其运动使金属钽在压缩下流动。金属塑性变形的全动态原子模拟对计算要求极高，且通常涉及中尺度近似化。本期，Vasily Bulatov及同事展示了对金属塑性的全动态原子水平模拟，涉及多达2.68亿个原子，每一次这样的模拟会产生大约2艾字节的数据（1艾字节=1018字节）。作者利用该模型研究了体心立方金属钽如何响应超高应变率的变形。他们发现，当达到一定极限条件时，位错便不再能够缓解机械载荷，而另一种变形机制——变形孪晶则成为代替其动态响应的主要模式。他们还发现在这个极限条件以下，金属的流动应力和位错密度达到一个稳定状态，在这种状态下，金属就像一块面团一样可以被无限揉搓。 封面图片：Alexander Stukowski。
石墨烯中的光场驱动型电流
Nature 550 (2017年10月12日)
近年来新出现了一个超快电子学领域——利用强电磁（光）场控制电子。但因为载流子的屏蔽效应，这类现象难以在金属中探索，因此该领域研究的主要是绝缘子和半导体。但是，石墨烯的物理学特性不一样，这种二维材料只存在弱屏蔽效应。现在，Takuya Higuchi等人利用超快光场在石墨烯中生成电流。该电流对脉冲的光学载波形（由载波包络相位控制）敏感，精度达阿秒尺度。该研究成果为建立光场驱动型皮赫电子学打开了新大门。
高温下泵送液态金属
Nature 550 (2017年10月12日)
操纵熔融金属的能力对于材料处理具有重要意义：在极高温度下，熔融金属可以成为一种有效的存储和传输能量的媒介。但是，这种高温需求导致仅有极少的材料可以用来建造泵送装置。现在，Caleb Amy等人表明通过精心的工程设计，平常易碎的陶瓷可用来制造熔融金属泵的机械构件和密封件，这样制造出来的泵最高能在1673K（1400 ℃）的温度下持续工作。
近观离子通道
Nature 550 (2017年10月19日)
胞内细胞器的膜内存在大量离子通道，这些通道负责维持浓度梯度和离子信号传导。TRPML通道是对内溶酶体功能至关重要的Ca(II)释放通道，负责调节膜运输和胞外分泌等生理过程，TRPML1的突变会引发IV型粘脂贮积症（一种溶酶体贮积症）。本期《自然》发表的三篇论文报告了利用冷冻电镜得到的TRPML通道结构。Seok-Yong Lee及同事报告了TRPML3的结构，而Xiaochun Li和Youxing Jiang领导的团队则报告了TRPML1的结构。综合而言，这些研究揭示了TRPML家族的开闭状态，指明了这些通道的调控机制。正如大多数TRP通道一样，TRPML可以通过特定脂质进行门控。上述研究增进了人们对于底物结合和通道激活的认识。
利用癌症的药瘾
Nature 550 (2017年10月12日)
癌细胞可以通过各种遗传机制和非遗传机制获得耐药性。在某些情况下，耐药细胞对治疗成瘾，停药后会死亡。本文作者探索了黑色素瘤细胞药物成瘾的机制，鉴定出一条由靶向治疗触发的表型-切换路径。该发现表明，有针对性地变换疗法可以巧妙利用抗治疗的癌细胞的药瘾表型以获得积极效果。
切入二维模式
Nature 550 (2017年10月26日)
过渡金属双硫属化合物单分子层展现出的晶体结构及物理性质上的多样性吸引了科学家对这类二维材料的极大兴趣。通过温控或化学手段，可实现在这些结构和性质之间的切换。从应用角度来看，通过电触发实现以上切换尤其具有吸引力。Ying Wang等人实现了这个目标，并在本文中展示了如何应用静电电荷可逆地在两种不同的相之间切换单分子层二碲化钼(MoTe2) 的结构。这项研究为在相变装置中使用这些材料提供了新的可能。
在毫秒尺度上测量细胞质量
Nature 550 (2017年10月26日)
本论文报告了一种在培养条件下，以毫秒时间分辨率和微微克质量灵敏度测量粘连细胞质量的方法。这种方法用到一个微悬臂梁，它的一端受光激发而产生微小振动。当一个细胞附着在微悬臂梁的另一端时，它会改变微悬臂梁的有效质量，从而改变其自然共振频率，这些变化被一束红外激光读取。研究人员率先尝试将细胞质量涨落与特定的细胞功能联系起来，比如与ATP合成和水分输运。研究人员利用该技术还发现当细胞被牛痘病毒感染时，细胞生长出现抑制，不过质量涨落一直持续到细胞死亡。
通过阳离子控制膜孔大小
Nature 550 (2017年10月19日)
氧化石墨烯膜此前被认为是一种有望用于海水淡化等应用的潜在离子筛分设备。本文介绍了一种利用离子本身控制膜层间距的简便方法。研究人员将氧化石墨烯膜从包含特定阳离子（如Mg2+、Li+或Na+）的水溶液中移出，经过分析发现通过改变阳离子类型可以精准控制氧化石墨烯片之间的间距，离子越小，层间距越小。这样一来，通过调节层间距能够实现离子筛分，因为层间距较小的膜可以阻止较大的阳离子渗入其中。研究人员通过进一步的实验表明，可调节层间距的阳离子的吸附位置是有氧化物基团和芳环共存的区域。
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